本月，当水下机器人OceanOneK小心翼翼地驶向沉没的意大利轮船LeFrancescoCrispi的上层甲板栏杆时，该轮船位于地中海表面以下约500m(大约三分之一英里)，斯坦福大学机器人专家OussamaKhatib感觉自己好像是那里。
OceanOneK有一个人形的上半部分和一个更纤细的后半部分，带有八个多向推进器，可以在水下进行谨慎的机动。机器人的触觉(或基于触摸的)反馈系统和立体视觉产生了令人难以置信的逼真感觉，这与他在控制船下方而不是上方所体验到的感觉相当。通过OceanOneK机器人的眼睛和双手的感觉，Khatib看到了生命的万花筒——粉红色、绿色和锈橙色——在船上和周围分层。他感受到了水的阻力，可以辨别出周围历史遗迹的形状和距离。
“你正在非常接近这个惊人的结构，当你触摸它时会发生一些不可思议的事情：你真的能感觉到它，”工程学院潍柴教授兼斯坦福机器人实验室主任Khatib说。“我这辈子从来没有经历过这样的事情。我可以说我是在500m处触碰Crispi的人。我做到了——我触到了它，我感觉到了。”
OceanOneK到这些深度的使命有两个目的：探索以前没有人去过的地方，并表明可以将人的触觉、视觉和交互性带到这些远离人们可以操作的地方。
虽然OceanOneK在地中海的两次多站旅行中取得了许多值得注意的冒险和成功，但团队的压倒一切的成就——其中包括法国文化部(DRASSM)水下考古研究前主任MichelL'Hour、Vincent来自蒙彼利埃大学LIRMM的Creuze、来自DRASSM的DenisDegez和FrancaCibecchini以及该船的船员在近1,000米深的地方展示了功能自主性。正是这一进步使OceanOne更名为OceanOneK。
“这是机器人第一次能够深入到如此深度，与环境互动，并允许人类操作员感受环境，”Khatib说。“这是一段不可思议的旅程。”
2月的Crispi潜水是OceanOneK地中海多站之旅的一部分，该之旅于2021年9月开始，在马赛附近停靠两站，前往40m(约130英尺)的二战P-38闪电飞机和一架潜艇，LeProtée，124m(约400英尺)。第三次是在科西嘉岛阿莱里亚的一艘2世纪罗马船，海拔334m(近1100英尺)，紧随其后的是Crispi。
寻找合适的天气随后促使团队前往戛纳。在那里，机器人的吊杆摄像头首次用于观察比奇男爵F-GDPV飞机的驾驶舱内，该飞机的高度为67m(超过200英尺)。最后一次下潜到852米——向下超过半英里——在那里，在暂停进行推进器检查时，团队令人担忧地发现机器人无法上升。OceanOneK功能齐全，但连接到顶部的通信和电力线周围的漂浮物已经坍塌，留下长长的重线堆积在机器人顶部。拉上松弛，他们能够继续潜水。
作为纪念，OceanOneK在海床上放置了一块牌匾，上面写着：
OceanOneK机器人1公里大关的征程已久。它始于与实验室中的其他团队成员进行无数小时的设计、实验和组装，数十次前往斯坦福池进行调试，以及在面对现实世界的不可预测性之前要吸取的无数教训。
OceanOneK的前身，OceanOne的建造深度最高可达200m左右。为了让机器人更深入，研究人员用玻璃微球制成的特殊泡沫调整了它的身体，这种泡沫可以提供浮力，同时能够承受1公里深度的巨大压力——压力是海平面压力的100倍以上。此外，机器人的手臂充满了油和弹簧机构，可压缩油以匹配外部压力，防止塌陷并缓冲电子设备。研究人员还更新了整个OceanOne中的许多微小组件，以尽量减少单个部件中的可压缩空气量，并使机器人尽可能紧凑。
OceanOneK具有额外的增强功能，增加了其手臂和头部运动的多功能性，以及两种新型手——一种由斯坦福大学MarkCutkosky实验室开发，一种由比萨大学和意大利理工学院IIT的AntonioBicchi教授开发.
准备好迎接麻烦
在过去几年中，斯坦福艾弗里休闲池的游泳者可能已经看到OceanOneK在研究人员尝试不同的动作并尝试使用工具时游泳。这些工具包括用于搬运物体的箱子和安装在吊杆上的摄像机，可以让他们看到狭窄且难以进入的空间——机器人无法进入的空间。
斯坦福机器人实验室的研究生AdrianPiedra说：“在COVID期间，每周两次进行了好几个月的测试，”他们反复解决问题，直到一切——触摸、控制、视觉——都顺利进行。
这样的准备在很多方面都得到了回报，特别是当团队在第一次探险期间需要修复OceanOneK的残疾手臂时。“这需要在夜间、风下和暴风雨中将机器人在船的甲板上拆开，”Khatib说。“我们英勇的学生——AdrianPiedra和WesleyGuo——正在不停地修理机器人。”Khatib表示，他们的坚持、决心和最终的成功让船上的每个人都感到惊讶。
斯坦福机器人实验室研究生BoKim说：“这个机器人有很多功能和很多相互关联的组件，如果有一个零件坏了，我们可能需要一整天的时间来拆卸、修理和重新组装。”与OceanOne并在校园内为OceanOneK合作。“一切都必须融合在一起并同时工作才能成功进行探险，这确实具有挑战性。”
七月远征
今年夏天，在第一次访问遇到一些困难之后，该团队有第二次机会潜入罗马船和克里斯皮。当他们第一次与罗马船互动时，团队曾尝试——但失败了——从船上取回一盏油灯。2月，在Crispi，手臂出现故障，无法使用吊杆摄像头。对于7月的潜水，所有系统都在运行。
OceanOneK再次潜入罗马船，这次在团队考古学家的指导下，成功带回了几件可追溯到罗马帝国的珍贵古代花瓶，其中包括一些以前从未在DRASSM的收藏中出现过的花瓶。这些都是非凡的发现，因为它们仍然带有制造商的名称和标签，体现了仔细的超深度文物回收的好处。
在第二次潜入Crispi时，Khatib将吊杆摄像机伸入船体破裂的船体，小心不要触及破裂边缘。团队的海洋生物学家引导他并热切地观察外部珊瑚让位于内部的锈迹——冰柱状的锈蚀形成——这显示了大约八十年细菌与船上的铁相互作用的影响。
彼德拉说，事后看来，他已经开始看到更大的图景，他们克服了多大的挑战，完成了多么宏伟的工作。
“我们一路去法国进行探险，在那里，被一个更大的团队包围，来自不同的背景，你意识到你在斯坦福研究的这个机器人实际上是某个东西的一部分大得多，”他说。“你会感觉到这是多么重要，潜水将是多么新颖和重要，以及这对整个科学意味着什么。”
OceanOne项目不仅体现了触觉、水下机器人和人机交互方面的先进创新，也为海洋科学和水下工程活动带来了新的机遇，例如检查和修理船只和基础设施，包括桥墩和水下管道。
其他探险活动计划在世界各地进行，包括深埋在深湖、珊瑚礁中的失落城市，以及在人类无法触及的深处具有考古意义的沉船，OceanOneK为了解过去提供了一个独特的机会。
“将人类与危险和无法到达的空间物理隔离，同时将他们的技能、直觉和经验与任务联系起来，有望从根本上改变远程工作，”Khatib说。“机器人化身将搜索和获取材料，建造基础设施，并执行灾难预防和恢复行动——无论是在海洋和矿山深处、山顶还是太空中。”